JP2756636B2 - Gas analyzer - Google Patents

Gas analyzer

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JP2756636B2
JP2756636B2 JP29468793A JP29468793A JP2756636B2 JP 2756636 B2 JP2756636 B2 JP 2756636B2 JP 29468793 A JP29468793 A JP 29468793A JP 29468793 A JP29468793 A JP 29468793A JP 2756636 B2 JP2756636 B2 JP 2756636B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はガス分析装置に関するも
のであり、更に詳しくは被測定物から真空系に放出され
るガス及びその成分ガスの放出速度を分析するガス分析
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas analyzer, and more particularly, to a gas analyzer for analyzing a gas discharged from an object to be measured into a vacuum system and a release speed of a component gas thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術及びその問題点】高度の真空を得る場合に
は真空チャンバ自体から放出されるガスが問題となり、
超真空ないしは極高真空システムにおいては、真空チャ
ンバから放出されるガスについての分析が必須となって
いる。従ってまた、真空チャンバを構成する材料もガス
放出の小さい材料であることが要求され、各種材料から
の放出ガスについてのデータの蓄積、比較が望まれてい
る。
2. Description of the Related Art When a high vacuum is obtained, the gas released from the vacuum chamber itself becomes a problem.
In an ultra-vacuum or ultra-high vacuum system, analysis of gas released from a vacuum chamber is essential. Therefore, the material constituting the vacuum chamber is also required to be a material which emits a small amount of gas, and it is desired to accumulate and compare data on the gas emitted from various materials.

【0003】ガスの放出速度及びその成分の分析には現
在のところオリフィス法が広く採用されている。従来例
としてのオリフィス法によるガス分析装置の基本的な構
成を図4に示した。図4において、ガス分析装置10の
真空容器1に試料としての被測定チャンバ6が接続さ
れ、真空容器1内にはオリフィス2が設けられている。
そして、オリフィス2を含む配管のコンダクタンスC10
は既知とする。また、真空容器1には、オリフィス2の
上流側に全圧計3と分圧計5が、また、オリフィス2の
下流側には全圧計4が取り付けられ、かつ真空ポンプ7
が接続されている。
At present, the orifice method is widely used for the analysis of gas release rate and its components. FIG. 4 shows a basic configuration of a gas analyzer based on the orifice method as a conventional example. In FIG. 4, a measured chamber 6 as a sample is connected to a vacuum vessel 1 of a gas analyzer 10, and an orifice 2 is provided in the vacuum vessel 1.
Then, the conductance C 10 of the pipe including the orifice 2
Is known. The vacuum vessel 1 is provided with a total pressure gauge 3 and a partial pressure gauge 5 upstream of the orifice 2 and a total pressure gauge 4 downstream of the orifice 2.
Is connected.

【0004】このガス分析装置10による分析は次のよ
うに行なわれる。真空容器1に接続された試料としての
被測定チャンバ6から放出されるガスはオリフィス2を
経由して真空ポンプ7により排気される。この時の全圧
計3の示す圧力P1 と、全圧計4の示す圧力P2 を知る
ことにより、次式(1) からガス放出速度Qが計算され
る。 Q=(P1 −P2 )C10 ・・・・・・・・・・ (1)
The analysis by the gas analyzer 10 is performed as follows. Gas released from the measured chamber 6 as a sample connected to the vacuum vessel 1 is exhausted by the vacuum pump 7 via the orifice 2. By knowing the pressure P 1 indicated by the total pressure gauge 3 and the pressure P 2 indicated by the total pressure gauge 4 at this time, the gas release rate Q is calculated from the following equation (1). Q = (P 1 -P 2 ) C 10 (1)

【0005】そして必要な場合には、式(2) に示すよう
に、このガス放出速度Qを試料の全表面積Aで除して、
試料の単位表面積当りのガス放出速度qが求められる。 q=Q/A ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (2) 更には、分圧計5によって放出ガスの成分を知ることが
出来る。
If necessary, the gas release rate Q is divided by the total surface area A of the sample, as shown in the equation (2).
The gas release rate q per unit surface area of the sample is determined. q = Q / A (2) Further, the components of the released gas can be known by the partial pressure gauge 5.

【0006】このオリフィス法のガス分析装置10にお
いては、全圧計3、4や分圧計5などの測定機器からの
ガス放出速度Qm は試料からのガス放出速度Qs と比較
して十分に小さいとして無視されている。しかし、実際
にはこれら測定機器は構造が複雑であってガスを吸着し
得る表面積が大きく、これらからのガス放出速度Qm
試料からのガス放出速度Qs に匹敵する程大きいことが
知られるようになった。すなわち、上記で求めたガス放
出速度Qには、試料によるQs の他に測定機器によるQ
m が含まれていることになる。
[0006] In the gas analyzer 10 of the orifice method, the gas release rate Q m of the measuring instrument, such as whole pressure gauge 3,4 or potentiometer 5 is sufficiently small as compared with the gas release rate Q s of the sample Has been ignored as. However, the fact is a These measurement instruments structure is complicated large surface area capable of adsorbing the gas, the gas release rate Q m from these known large as comparable to the outgassing rate Q s of the sample It became so. In other words, in the gas discharge rate Q obtained above, Q by addition to measuring instruments Q s by the sample
m will be included.

【0007】また、2台の全圧計3、4が使用されてい
るが、それぞれの測定圧力には測定誤差が存在する上、
更に両者の圧力差を求めていることは誤差の範囲を大き
くする要因にもなっている。
Although two total pressure gauges 3 and 4 are used, each measurement pressure has a measurement error, and
Further, obtaining the pressure difference between the two causes a large error range.

【0008】上記のオリフィス法によるガス分析装置1
0以外に、コンダクタンス変調法によるガス分析装置も
知られているが、この装置によって得られるガス放出速
度Qにも測定機器からのガス放出速度Qm が含まれてい
る。
A gas analyzer 1 using the above-mentioned orifice method
Besides 0, also known gas analyzer according conductance modulation method includes the outgassing rate Q m of the measuring device to the gas release rate Q obtained by this device.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされ、測定機器からのガス放出速度を含ま
ず、試料からのみのガス放出速度を分析することがで
き、かつ測定機器による測定誤差の小さいガス分析装
置、必要な場合には成分ガス毎の放出速度も分析するこ
とのできるガス分析装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and does not include the gas release rate from a measuring instrument, and can analyze the gas releasing rate only from a sample. It is an object of the present invention to provide a gas analyzer having a small measurement error and, if necessary, a gas analyzer capable of analyzing the release rate of each component gas.

【0010】[0010]

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、真空系
に被測定物から放出されるガスの放出速度を分析するガ
ス分析装置において、真空容器がその内部に設けたオリ
フィスによって該オリフィスの上流側空間と下流側空間
とに区画され、かつ前記上流側空間には圧力計が設けら
れており、分析に際しては、前記放出されるガスの流路
を排気されつつある前記真空容器の前記上流側空間と前
記下流側空間とに切り換えることによって生ずる圧力の
変化を前記圧力計によって測定することを特徴とするガ
ス分析装置、によって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a gas analyzer for analyzing the release rate of a gas released from an object to be measured in a vacuum system, wherein a vacuum vessel is provided with an orifice provided therein. A pressure gauge is provided in an upstream space and a downstream space, and a pressure gauge is provided in the upstream space. At the time of analysis, the upstream of the vacuum vessel which is being exhausted from the flow path of the released gas is analyzed. A gas analyzer characterized in that a change in pressure caused by switching between a side space and the downstream space is measured by the pressure gauge.

【0011】[0011]

【作用】本発明のガス分析装置は放出されるガスの流路
を切り換えて圧力測定するので、得られるガス放出速度
には測定機器からのガス放出速度が含まれない。更には
全圧または分圧の測定に使用する圧力計は1台のみであ
るので、圧力計による誤差は小さい。従って全体として
精度の高い分析が可能である。
Since the gas analyzer of the present invention measures the pressure by switching the flow path of the gas to be released, the obtained gas release speed does not include the gas release speed from the measuring instrument. Furthermore, since only one pressure gauge is used for measuring the total pressure or the partial pressure, the error caused by the pressure gauge is small. Therefore, highly accurate analysis is possible as a whole.

【0012】[0012]

【実施例】以下、先ず本発明のガス分析装置の基本構成
について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the basic configuration of a gas analyzer according to the present invention will be described.

【0013】図1は、図4における従来例のガス分析装
置10の基本的構成と比較するための、本発明のガス分
析装置の基本的構成を示す図であり、図4と共通する部
分については同一の符号を付してある。このガス分析装
置20が従来例のガス分析装置10と異なるところは、
試料としての被測定チャンバ6から真空容器1へ至るガ
ス流路を分岐させ、一方は主流路としてオリフィス2の
上流側に、他方は副流路としてオリフィス2の下流側に
接続していることにあり、これらの流路の切り換えは主
流路バルブ8と副流路バルブ9の開閉によって行なわれ
る。また、図4の従来例におけるオリフィス2の下流側
の全圧計4が除かれている。
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of a gas analyzer of the present invention for comparison with the basic configuration of a conventional gas analyzer 10 in FIG. Are given the same reference numerals. This gas analyzer 20 differs from the conventional gas analyzer 10 in that:
A gas flow path from the measured chamber 6 as a sample to the vacuum vessel 1 is branched, and one is connected to the upstream side of the orifice 2 as a main flow path and the other is connected to the downstream side of the orifice 2 as a sub flow path. The switching of these flow paths is performed by opening and closing the main flow path valve 8 and the sub flow path valve 9. Also, the total pressure gauge 4 downstream of the orifice 2 in the conventional example of FIG. 4 is omitted.

【0014】主流路を経由する放出ガスと、切り換えら
れて副流路を経由する放出ガスとはオリフィス2と真空
ポンプ7との中間のある地点以降は同一の経路を取る
が、この合流点から全圧計3までのオリフィス2を含む
配管のコンダクタンスC20は予めの測定、または計算に
よって既知とする。
The discharged gas passing through the main flow path and the discharged gas switched through the sub flow path take the same route from a certain point between the orifice 2 and the vacuum pump 7 and thereafter. conductance C 20 of the pipe containing the orifice 2 to full pressure gauge 3 is known in advance by measurement or calculation.

【0015】このガス分析装置20によるガス分析は次
のようにして行なわれる。先ず、主流路バルブ8を開、
副流路バルブ9を閉とし、試料としての被測定チャンバ
6からの放出ガスを真空ポンプ7で排気しながら全圧計
3によって主流路時の圧力P1mを測定する。次いで主流
路バルブ8を閉、副流路バルブ9を開として全圧計3に
よって副流路時の圧力P1sを測定する。この時のガス放
出速度Qs は次式(3)によって求められる。 Qs =(P1m−P1s)C20 ・・・・・・・・・・・ (3)
The gas analysis by the gas analyzer 20 is performed as follows. First, the main flow path valve 8 is opened,
The sub flow path valve 9 is closed, and the pressure P 1m at the time of the main flow path is measured by the total pressure gauge 3 while the gas discharged from the chamber 6 to be measured as a sample is exhausted by the vacuum pump 7. Next, the main flow path valve 8 is closed and the sub flow path valve 9 is opened, and the pressure P 1s in the sub flow path is measured by the total pressure gauge 3. Outgassing rate Q s at this time is determined by the following equation (3). Q s = (P 1m -P 1s ) C 20 (3)

【0016】以下、この式(3) が適用され得る根據、及
びこの式(3) に全圧計3及び分圧計5からのガス放出速
度Qm が含まれないことを説明する。すなわち、実際に
は測定されない圧力ではあるが、主流路を経由する放出
ガスの流路と、副流路を経由する放出ガスの流路が一致
する合流点における圧力を、主流路の時にはP2m、副流
路の時にはP2sとし、試料からのガス放出速度Qs 、測
定機器からのガス放出速度Qm の他に、合流点に加わる
試料及び測定機器以外からのガス放出速度Qp、合流点
における実効排気速度をSとする。
[0016] Hereinafter, will be explained that this equation (3) is not included Ne據that may be applied, and the gas release rate Q m from the total pressure gauge 3 and potentiometer 5 in the equation (3). That is, although the pressure is not actually measured, the pressure at the junction where the flow path of the release gas passing through the main flow path and the flow path of the release gas passing through the sub flow path coincide with each other is P 2m for the main flow path. , P 2s in the case of the sub-flow path, the gas release speed Q s from the sample, the gas release speed Q m from the measurement device, and the gas release speed Q p from the sample and the devices other than the measurement device added to the junction. Let S be the effective pumping speed at the point.

【0017】主流路で排気している場合には、合流点に
おける排気バランスは式(4) で示される。 Qs +Qm +Qp =P2mS ・・・・・・・・・・・ (4)
When the exhaust is performed in the main flow path, the exhaust balance at the junction is expressed by the following equation (4). Q s + Q m + Q p = P 2m S ··········· (4)

【0018】また、全圧計3、分圧計5の部分を通るガ
スを考えると式(1) に準じて式(5)が成立する。 Qs +Qm =(P1m−P2m)C20 ・・・・・ (5)
When considering the gas passing through the total pressure gauge 3 and the partial pressure gauge 5, equation (5) is established according to equation (1). Q s + Q m = (P 1m -P 2m) C 20 ····· (5)

【0019】一方、副流路に切り換えた場合には、合流
点での排気バランスは式(6) で示される。 Qs +Qm +Qp =P2sS ・・・・・・・・・・・ (6)
On the other hand, when the flow is switched to the sub flow path, the exhaust balance at the junction is expressed by equation (6). Q s + Q m + Q p = P 2s S ··········· (6)

【0020】また、副流路の場合には全圧計3、分圧計
5の部分には試料からの放出ガスは流れないので、式
(7) が成立する。 Qm =(P1s−P2s)C20 ・・・・・・・・・・・ (7)
In the case of the sub flow path, the gas released from the sample does not flow through the total pressure gauge 3 and the partial pressure gauge 5, so that the following equation is used.
(7) holds. Q m = (P 1s -P 2s ) C 20 (7)

【0021】式(4) と式(6) から式(8) が導かれる。 P2m=P2s ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (8)Equation (8) is derived from equations (4) and (6). P 2m = P 2s (8)

【0022】また、式(5) から式(7) を減じて式(9) が
導かれる。 Qs ={(P1m−P1s)−(P2m−P2s)}C20 ・・・ (9)
Equation (9) is derived by subtracting equation (7) from equation (5). Q s = {(P 1m -P 1s) - (P 2m -P 2s)} C 20 ··· (9)

【0023】そして式(9) に式(8) を代入して、上記の
式(3) が得られる。すなわち、このガス分析装置20に
よると、試料からのガス放出速度Qs のみが求められ、
全圧計3、分圧計5などの測定機器からのガス放出速度
m は含まれない他、それら以外からのガス放出速度Q
p があったとしても、それにも影響されない。
Then, the above equation (3) is obtained by substituting the equation (8) into the equation (9). That is, according to the gas analyzer 20, only the gas release rate Q s of the sample is determined,
All pressure gauge 3, except that there is no outgassing rate Q m of the measuring device such as a potentiometer 5 including a gas release rate Q from than those
The presence of p is not affected by it.

【0024】また、式(3) の圧力差(P1m−P1s)は同
一の全圧計3によるものであるから、2台の圧力計を使
用する場合のような、それぞれの測定誤差や差を求める
ことによる誤差範囲の拡大がなく、本発明のガス分析装
置20は圧力計による誤差が小さいという特長も有して
いる。
Further, since the pressure difference (P 1m -P 1s ) in the equation (3) is obtained by the same total pressure gauge 3, each measurement error and the difference as in the case of using two pressure gauges are obtained. The gas analyzer 20 of the present invention also has the advantage that the error due to the pressure gauge is small due to the fact that the error range is not expanded due to the determination.

【0025】なお、ガスの各成分について分析する場合
には、同様の原理で分圧計5を使用するが、これについ
ては後述する。
When analyzing each component of the gas, the partial pressure gauge 5 is used according to the same principle, which will be described later.

【0026】以下、実施例のガス分析装置30の構成を
図2によって説明する。
Hereinafter, the configuration of the gas analyzer 30 of the embodiment will be described with reference to FIG.

【0027】このガス分析装置30の真空容器1に放出
ガスやその成分ガスのガス放出速度を分析すべき試料と
しての被測定チャンバ6が接続される。被測定チャンバ
6はステンレス鋼(SUS304L)で作成した内表面
積0.46m2 のチャンバであり、内表面をGBB(ガ
ラス・ビーズ・ブラスト)処理した後、450℃で真空
加熱したものである。真空容器1内にはオリフィス12
が設けられており、これには試料のガス放出速度の大小
に応じてコンダクタンスCの値を0.01m3-1また
は0.001m3-1の何れか一方に選定し得るような
コンダクタンス可変機構13が付加されている。
A chamber to be measured 6 as a sample to be analyzed for the release rate of the released gas and its component gases is connected to the vacuum vessel 1 of the gas analyzer 30. The chamber to be measured 6 is a chamber made of stainless steel (SUS304L) and having an inner surface area of 0.46 m 2. The inner surface is subjected to a GBB (glass bead blast) treatment and then heated at 450 ° C. in vacuum. An orifice 12 is provided in the vacuum vessel 1.
Conductance as may be selected is provided, which on to either the value of the conductance C of 0.01 m 3 s -1 or 0.001 m 3 s -1 in accordance with the magnitude of the gas release rate of the samples A variable mechanism 13 is added.

【0028】真空排気系の真空ポンプとしては、主排気
系のターボ分子ポンプ17、18、ロータリポンプ19
が真空容器1に接続され、副排気系の真空ポンプとして
のターボ分子ポンプ21、ロータリポンプ22が真空バ
ルブ16を介して被測定チャンバ6に接続される。
As the vacuum pump of the vacuum exhaust system, turbo molecular pumps 17 and 18 of the main exhaust system and a rotary pump 19
Are connected to the vacuum vessel 1, and a turbo molecular pump 21 and a rotary pump 22 as vacuum pumps of a sub-evacuation system are connected to the chamber 6 to be measured via the vacuum valve 16.

【0029】また、被測定チャンバ6から真空容器1へ
のガス流路には真空バルブ15を介して三方弁11が設
けられ、オリフィス12の上流側への主流路と下流側へ
の副流路との流路の切り換えを可能ならしめる。
The gas flow path from the chamber 6 to be measured to the vacuum vessel 1 is provided with a three-way valve 11 via a vacuum valve 15, and a main flow path upstream of the orifice 12 and a sub flow path downstream thereof. And the switching of the flow path is made possible.

【0030】更に圧力計として、真空容器1にはオリフ
ィス12の上流側に全圧計3と分圧計5が、またオリフ
ィス12の下流側には全圧計4を取り付けている。な
お、この全圧計4はガス分析には使用せず、コンダクタ
ンスCを測定する時にのみ使用される。また、オリフィ
ス12の上流側に圧力の標準となる基準圧力計10を取
り付け、副排気系には全圧計14を取り付けている。な
お、全圧計としては熱陰極型電離真空計、分圧計にはマ
スフィルタ型質量分析計を用いており、基準圧力計には
スピニングロータ真空計を用いている。
Further, as a pressure gauge, a total pressure gauge 3 and a partial pressure gauge 5 are mounted on the vacuum vessel 1 upstream of the orifice 12 and a total pressure gauge 4 is mounted downstream of the orifice 12. The total pressure gauge 4 is not used for gas analysis, but is used only when the conductance C is measured. Further, a reference pressure gauge 10 serving as a pressure standard is mounted on the upstream side of the orifice 12, and a total pressure gauge 14 is mounted on the sub exhaust system. Note that a hot cathode ionization vacuum gauge is used as a total pressure gauge, a mass filter type mass spectrometer is used as a partial pressure gauge, and a spinning rotor vacuum gauge is used as a reference pressure gauge.

【0031】更には、真空容器1を含む領域30a、及
び被測定チャンバ6を含む領域23を加熱ベークするた
めに、図示しない加熱機構がそれぞれの領域に設けられ
ている。
Further, in order to heat and bake the region 30a including the vacuum vessel 1 and the region 23 including the chamber to be measured 6, a heating mechanism (not shown) is provided in each region.

【0032】本実施例によるガス分析装置30は以上の
ように構成されるが、次にその作用、それによる分析方
法について説明する。
The gas analyzer 30 according to the present embodiment is configured as described above. Next, the operation of the gas analyzer 30 and the analysis method based thereon will be described.

【0033】真空容器1は主排気系の真空ポンプ17、
18、19によって常に真空排気されており、真空バル
ブ15、16は閉の状態にある。真空バルブ16を開と
し、副排気系の真空ポンプ21、22によって被測定チ
ャンバ6の排気を開始し、全圧計14で真空度1×10
−4Paに達したことを確認してから真空容器1の加熱
領域30a、被測定チャンバ6の加熱領域23をそれぞ
れの加熱機構によって150℃で10時間加熱した。次
いで、真空バルブ16を閉、真空バルブ15を開、三方
弁11を真空容器1のオリフィス12の上流側に開とし
て、排気を主排気系の真空ポンプ17、18、19に切
り換えた。更に、この状態で150℃、10時間の加熱
を続けた後、全体を室温へ戻して測定を開始した。な
お、コンダクタンスCは加熱時には0.01m−1
とし、室温となってからの測定時には0.001m
−1とした。
The vacuum vessel 1 has a vacuum pump 17 of a main exhaust system,
Evacuation is always performed by 18 and 19, and the vacuum valves 15 and 16 are in a closed state. The vacuum valve 16 is opened, and the evacuation of the chamber 6 to be measured is started by the vacuum pumps 21 and 22 of the sub-evacuation system.
After confirming that the pressure reached −4 Pa, the heating region 30 a of the vacuum chamber 1 and the heating region 23 of the measured chamber 6 were heated at 150 ° C. for 10 hours by the respective heating mechanisms. Next, the vacuum valve 16 was closed, the vacuum valve 15 was opened, and the three-way valve 11 was opened on the upstream side of the orifice 12 of the vacuum vessel 1, and the exhaust was switched to the vacuum pumps 17, 18, and 19 of the main exhaust system. Furthermore, after heating at 150 ° C. for 10 hours in this state, the whole was returned to room temperature and measurement was started. The conductance C is 0.01 m 3 s −1 at the time of heating.
0.001 m 3 s during measurement after room temperature
It was set to -1 .

【0034】測定は三方弁11によって30分間の間隔
で被測定チャンバ6からの放出ガスを主流路と副流路と
に切り換え、各流路への切り換えから25分間経過後に
全圧計3及び分圧計5によって圧力を測定した。
In the measurement, the gas released from the chamber 6 to be measured is switched between the main flow path and the sub flow path at intervals of 30 minutes by the three-way valve 11, and the total pressure gauge 3 and the partial pressure gauge are switched 25 minutes after the switching to each flow path. The pressure was measured according to 5.

【0035】これらの操作、すなわち副排気系の真空ポ
ンプ21、22による被測定チャンバ6の排気開始から
加熱領域30a、23の加熱・冷却、主排気系の真空ポ
ンプ17、18、19への切り換え、三方弁11による
所定時間毎のガス流路の切り換えに至る本ガス分析装置
30の運転と制御、ないしは全圧計3、分圧計5の示す
圧力値の取り込みは図示しないコンピュータによって自
動的に行なった。
These operations, that is, starting the evacuation of the chamber 6 to be measured by the vacuum pumps 21 and 22 of the sub-exhaust system, heating and cooling the heating areas 30a and 23, and switching to the vacuum pumps 17, 18 and 19 of the main exhaust system. The operation and control of the gas analyzer 30 leading to the switching of the gas flow path at predetermined time intervals by the three-way valve 11 or the reading of the pressure values indicated by the total pressure gauge 3 and the partial pressure gauge 5 were automatically performed by a computer (not shown). .

【0036】上記によって得られた全圧計3による測定
結果を図3に示した。横軸は時間、縦軸は圧力であり、
最初の30分間を主流路で流し、続く30分間を副流路
で流した時に全圧計3が示した圧力である。矢印Pm
矢印Ps はそれぞれの流路へ流し始めてから25分間経
過した時点における圧力P1mとP1sを示している。Pm
=1.5×10-7Pa、Ps =0.66×10-7Paで
あり、オリフィス12を含むコンダクタンスCは0.0
01m3-1であるから、上述の式(3) によって、試料
からのガス放出速度Qs は次のように求められる。 Qs =8.4×10-11 Pam3-1
FIG. 3 shows the measurement results obtained by the total pressure gauge 3 obtained as described above. The horizontal axis is time, the vertical axis is pressure,
This is the pressure indicated by the total pressure gauge 3 when flowing in the main flow path for the first 30 minutes and flowing in the sub flow path for the next 30 minutes. Arrow P m ,
Shows the pressure P 1 m and P 1s at the time the arrow P s is elapsed after start of the flow into the flow paths 25 minutes. P m
= 1.5 × 10 −7 Pa, P s = 0.66 × 10 −7 Pa, and the conductance C including the orifice 12 is 0.0
Since it is 01 m 3 s −1 , the gas release rate Q s from the sample is obtained by the above equation (3) as follows. Q s = 8.4 × 10 −11 Pam 3 s −1

【0037】また、ガス成分毎のガス放出速度は、主流
路時と副流路時とにおける分圧計5で観測されるイオン
電流値によって求め得る。すなわち、質量数Nのガス種
について、その分圧PN と分圧計5で観測されるイオン
電流IN とは比例関係にあるので、その比例係数をK
N 、主流路時におけるイオン電流値をINm、副流路時に
おけるイオン電流値をINs、そのガス種についてのコン
ダクタンスをCN とすれば、ガス放出速度QN は式(3)
の変形としての式(10)で示される。 QN =KN (INm−INs)CN ・・・・・・・・(10) 上述のように、各ガス成分のガス放出速度QN も全ガス
のガス放出速度Qs と同様に求め得る。
The gas release rate for each gas component can be obtained from the ion current value observed by the partial pressure gauge 5 at the time of the main flow path and the time of the sub flow path. That is, the gas species of mass number N, because its partial pressure P N and the ion current is observed at a partial pressure gauge 5 I N is proportional, the proportionality factor K
Assuming that N is the ion current value in the main flow path, I Nm is the ion current value in the sub flow path, I Ns is the ion current value in the sub flow path, and C N is the conductance of the gas type, the gas release rate Q N is given by the following equation (3).
Equation (10) as a modification of Similar to Q N = K N (I Nm -I Ns) C N ········ (10) as described above, the gas release rate Q s of the gas release rate Q N also total gas of each gas component Can be sought.

【0038】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is, of course, not limited to these, and various modifications can be made based on the technical concept of the present invention.

【0039】例えば実施例においては、真空容器1のオ
リフィス12の上流側に全圧計3と分圧計5とを設けた
が、目的によっては全圧計3または分圧計5のみとして
もよい。
For example, in the embodiment, the total pressure gauge 3 and the partial pressure gauge 5 are provided on the upstream side of the orifice 12 of the vacuum vessel 1, but depending on the purpose, only the total pressure gauge 3 or the partial pressure gauge 5 may be provided.

【0040】また実施例においては、全圧計3として熱
陰極型電離真空計を用いたが、これと同程度の高真空を
測定し得る真空計であればその種類は問わない。更には
分圧計5としてマスフィルタ型質量分析計を用いたが、
他の質量分析計であってもよい。
In the embodiment, a hot cathode ionization vacuum gauge is used as the total pressure gauge 3. However, any type of vacuum gauge can be used as long as it can measure a high vacuum equivalent to this. Furthermore, although a mass filter type mass spectrometer was used as the partial pressure gauge 5,
Other mass spectrometers may be used.

【0041】また実施例においては、コンダクタンス可
変型のオリフィス12を設けたが、コンダクタンス可変
型でなくてもよく、更にはオリフィスの代わりに、コン
ダクタンス既知の配管の配管を設けてもよい。
In the embodiment, the variable conductance type orifice 12 is provided. However, the variable conductance type orifice may not be used, and a pipe having a known conductance may be provided instead of the orifice.

【0042】また実施例においては、放出されるガスの
主流路と副流路との切り換えに三方弁11を使用した
が、それぞれの流路を開閉する2台の真空バルブで代替
することができる。
In the embodiment, the three-way valve 11 is used for switching between the main flow path and the sub flow path of the gas to be released. However, two vacuum valves for opening and closing each flow path can be used instead. .

【0043】また実施例においては、ガス分析装置30
に接続した被測定チャンバ6から放出されるガスの分析
について説明したが、ガスを導入したり、ガスを発生す
るような真空装置を接続すれば、真空装置内のガスを分
析することが可能である。また、本実施例における被測
定チャンバ6を試料チャンバとして、内部に収容した材
料試片からのガス放出を分析することもできる。
In the embodiment, the gas analyzer 30
The analysis of the gas released from the measured chamber 6 connected to the above has been described, but the gas in the vacuum device can be analyzed by introducing a gas or connecting a vacuum device that generates the gas. is there. Further, it is also possible to analyze the gas release from the material specimen accommodated therein by using the measured chamber 6 in this embodiment as a sample chamber.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明のガス分析装置によれば、得られ
るガス放出速度には測定機器からのガス放出速度が含ま
れず、更には圧力計による誤差が小さいので、全圧、分
圧の何れについても、精度の高い分析結果が得られる。
加うるに、高価な圧力計の数が少ないので、本発明のガ
ス分析装置は製造コストが低い。
According to the gas analyzer of the present invention, the obtained gas release rate does not include the gas release rate from the measuring instrument, and further, the error caused by the pressure gauge is small. , A highly accurate analysis result can be obtained.
In addition, the gas analyzer of the present invention has a low manufacturing cost because the number of expensive pressure gauges is small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のガス分析装置の基本構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a gas analyzer according to the present invention.

【図2】本発明の実施例によるガス分析装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a gas analyzer according to an embodiment of the present invention.

【図3】同実施例の装置によって測定されたガスの流路
と圧力との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a gas flow path and a pressure measured by the apparatus of the embodiment.

【図4】従来例によるガス分析装置の基本構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a basic configuration of a conventional gas analyzer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空容器 2 オリフィス 3 全圧計 4 全圧計 5 分圧計 6 被測定チャンバ 7 真空ポンプ 11 三方弁 12 オリフィス 17 真空ポンプ 18 真空ポンプ 19 真空ポンプ 21 真空ポンプ 22 真空ポンプ Reference Signs List 1 vacuum vessel 2 orifice 3 total pressure gauge 4 total pressure gauge 5 partial pressure gauge 6 chamber to be measured 7 vacuum pump 11 three-way valve 12 orifice 17 vacuum pump 18 vacuum pump 19 vacuum pump 21 vacuum pump 22 vacuum pump

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲吉 さかえ 茨城県つくば市東光台 5−9−7 日 本真空技術株式会社 筑波超材料研究所 内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 7/00 - 7/22 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Sakae 5-9-7 Tokodai, Tsukuba, Ibaraki Pref. Tsukuba Super Materials Research Laboratories, Japan Vacuum Engineering Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G01N 7/00-7/22 JICST file (JOIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 真空系に被測定物から放出されるガスの
放出速度を分析するガス分析装置において、真空容器が
その内部に設けたオリフィスによって該オリフィスの上
流側空間と下流側空間とに区画され、かつ前記上流側空
間には圧力計が設けられており、分析に際しては、前記
放出されるガスの流路を排気されつつある前記真空容器
の前記上流側空間と前記下流側空間とに切り換えること
によって生ずる圧力の変化を前記圧力計によって測定す
ることを特徴とするガス分析装置。
In a gas analyzer for analyzing a release rate of a gas released from an object to be measured into a vacuum system, a vacuum vessel is divided into an upstream space and a downstream space by an orifice provided therein. A pressure gauge is provided in the upstream space, and at the time of analysis, the flow path of the released gas is switched between the upstream space and the downstream space of the vacuum vessel being exhausted. A gas analyzer characterized by measuring a change in pressure caused by the pressure with the pressure gauge.
【請求項2】 前記圧力計が全圧計と分圧計の何れか一
方、又は両者である請求項1に記載のガス分析装置。
2. The gas analyzer according to claim 1, wherein the pressure gauge is one or both of a total pressure gauge and a partial pressure gauge.
【請求項3】 前記全圧計が熱陰極型電離真空計であ
り、前記分圧計がマスフィルタ型質量分析計である請求
項2に記載のガス分析装置。
3. The gas analyzer according to claim 2, wherein the total pressure gauge is a hot cathode ionization vacuum gauge, and the partial pressure gauge is a mass filter mass spectrometer.
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CN105910953B (en) * 2016-04-13 2018-10-23 兰州空间技术物理研究所 A kind of device and method measuring material elementary gas deflation rate
CN107884310B (en) * 2017-12-13 2024-03-08 合肥中科离子医学技术装备有限公司 Material gassing rate measuring device based on double-test-chamber gas circuit conversion

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